數(shù)字信號(hào)處理與應(yīng)用

前言

　　根據(jù)2003年1月教育部全國(guó)高等學(xué)校教學(xué)研究中心在黑龍江工程學(xué)院召開的“21世紀(jì)中國(guó)高等學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實(shí)踐”課題審定會(huì)的有關(guān)精神，在原高等學(xué)校通用的《數(shù)字信號(hào)處理與應(yīng)用》的基礎(chǔ)上，根據(jù)計(jì)算機(jī)和電子信息類應(yīng)用型本科專業(yè)的特點(diǎn)，編寫了本教材。本教材主要內(nèi)容包括三部分：第一部分主要介紹數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)概述、離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析、傅里葉變換及其快速算法；第二部分主要介紹數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)、分析方法和設(shè)計(jì)；第三部分主要介紹數(shù)字信號(hào)處理的方法、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。為了讓讀者能全面、系統(tǒng)地掌握計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的知識(shí)，達(dá)到教育部對(duì)應(yīng)用型本科教學(xué)的要求，本教材根據(jù)應(yīng)用型本科專業(yè)的特點(diǎn)，力求由淺入深，循序漸進(jìn)，通俗易懂，基本概念和基本知識(shí)準(zhǔn)確清晰，敘述簡(jiǎn)明扼要，盡量避免繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，著重論述數(shù)字信號(hào)處理與應(yīng)用離散時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)的頻域分析、快速算法、數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)方法，并將設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，同時(shí)，教材以形象直觀的操作形式配合文字表述，重點(diǎn)突出，以幫助讀者掌握關(guān)鍵技術(shù)并全面理解本書內(nèi)容。本教材重點(diǎn)突出數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，并列舉了很多數(shù)字信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的實(shí)例。

內(nèi)容概要

本書全面介紹了數(shù)字信號(hào)處理與應(yīng)用的主要知識(shí)和內(nèi)容。包括離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)，離散時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)的頻域分析，離散傅里葉變換及其快速算法，數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)與狀態(tài)變量分析法，數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)。    本書編寫力求反映應(yīng)用型本科專業(yè)的要求和理工類專業(yè)的教學(xué)特點(diǎn)，內(nèi)容力求由淺入深，循序漸進(jìn)，通俗易懂，基本概念和基本知識(shí)準(zhǔn)確清晰，敘述簡(jiǎn)明扼要，盡量避免繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，注重?cái)?shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用，并將理論與應(yīng)用有機(jī)結(jié)合。同時(shí)，注意以形象直觀的形式配合文字表述，重點(diǎn)突出，以幫助讀者掌握數(shù)字信號(hào)處理理論與應(yīng)用的主要內(nèi)容。    本書可適應(yīng)不同層次的讀者選用，可用于高等學(xué)校理工類本科教材，特別適用于計(jì)算機(jī)、通信、電子信息工程等專業(yè)學(xué)生使用，也適用于各類工程技術(shù)人員參考、閱讀。

書籍目錄

1　諸論  0.1　數(shù)字信號(hào)處理的概念  0.2　數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn)  0.3　數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)1　離散時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)  1.1　離散時(shí)間信號(hào)  1.2　時(shí)域離散系統(tǒng)  1.3　離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)和差分方程  1.4　模擬信號(hào)的采樣和恢復(fù)  習(xí)題2　時(shí)域離散信號(hào)和系統(tǒng)的頻域分析　2.1　序列的z變換  2.2　z變換的性質(zhì)和定理  2.3　逆z變換  2.4　系統(tǒng)函數(shù)和系統(tǒng)特性的描述　習(xí)題3　DFT及其快速算法　3.1　離散傅里葉級(jí)數(shù)　3.2　DFT　3.3　頻率域采樣　3.4　用DFT對(duì)連續(xù)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析　3.5　FFT　習(xí)題4　數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)和狀態(tài)變量分析法　4.1　數(shù)字濾波器的表示方法　　4.2　IIR數(shù)字濾波器的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　4.3　FIR數(shù)字濾波器的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　4.4　狀態(tài)變量分析法　習(xí)題5　IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)　6　FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)　7　數(shù)字信號(hào)處理中有限字長(zhǎng)效應(yīng)8　數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)9　MATLAB在信號(hào)處理中的應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　0　緒論　　0.1　數(shù)字信號(hào)處理的概念　　數(shù)字信號(hào)處理（DsP——Digital Signal Processing）是把信號(hào)用數(shù)字或符號(hào)表示成序列，通過(guò)計(jì)算機(jī)或通用（專用）信號(hào)處理設(shè)備，用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)各種實(shí)際信號(hào)實(shí)現(xiàn)采集、濾波、檢測(cè)、變換、增強(qiáng)、估計(jì)、識(shí)別、參數(shù)提取、頻譜分析等功能，達(dá)到提取有用信息、便于應(yīng)用的目的。它是20世紀(jì)60年代隨著信息學(xué)科和計(jì)算機(jī)學(xué)科的高速發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的一門新興學(xué)科。它的重要性日益在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用中表現(xiàn)出來(lái)?！　榱藢?duì)DSP有一個(gè)大致的概念，先從模擬信號(hào)的數(shù)字化談起。模擬信號(hào)的DSP就是先將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行加工，最后還原為模擬信號(hào)的處理過(guò)程。一個(gè)DSP系統(tǒng)的簡(jiǎn)單框圖如圖0.1.1所示。圖中，采樣保持器的作用是將采樣得到的瞬時(shí)幅值保留一定的時(shí)間間隔，便于A/D轉(zhuǎn)換器將此瞬時(shí)幅值轉(zhuǎn)換成數(shù)碼。模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，各種信號(hào)如圖0.1.2所示?！　∮捎贏/D轉(zhuǎn)換器采用有限的二進(jìn)制位，它所能表示的信號(hào)幅度也是有限的，這些幅度稱為量化電平，A/D轉(zhuǎn)換器以最接近當(dāng)前實(shí)際電平的二進(jìn)制數(shù)碼表示該電平，圖0.1.2中的3位二進(jìn)制數(shù)碼只能表示8個(gè)電平。量化電平和模擬信號(hào)相比一般存在一定的誤差；誤差的大小與二進(jìn)制位的多少直接有關(guān)。A/D轉(zhuǎn)換后的信號(hào)是一串?dāng)?shù)字，這種信號(hào)不但在時(shí)間上進(jìn)行了離散化，在幅度上也進(jìn)行了量化，被稱為數(shù)字信號(hào)。對(duì)數(shù)字信號(hào)加工、處理的核心是通用或?qū)Ｓ玫挠?jì)算機(jī)，處理的結(jié)果一般情況下要再還原成模擬信號(hào)，這一工作主要由D/A轉(zhuǎn)換器完成，見圖0.1.3。D/A轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)類似于采樣保持信號(hào)，是一階梯狀的連續(xù)時(shí)間信號(hào)，只有通過(guò)一模擬低通濾波器，濾除鏡像的高頻分量，才能得到平滑的模擬信號(hào)。

編輯推薦

　　《數(shù)字信號(hào)處理與應(yīng)用》可適應(yīng)不同層次的讀者選用，可用于高等學(xué)校理工類本科教材，特別適用于計(jì)算機(jī)、通信、電子信息工程等專業(yè)學(xué)生使用，也適用于各類工程技術(shù)人員參考、閱讀。

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